2.2 Stand der Erkenntnisse Epidemiologie und Diagnostik intrapulmonaler Tumore

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1 2. Vorbetrachtungen 2.1 Einführung in die Thematik Unter den neoplastischen Erkrankungen des menschlichen Körpers ist das Bronchialkarzinom führend im epidemiologischen und klinischen Sinn, da es 25% aller Malignomtodesfälle mit deutlichem Überwiegen des männlichen Patientengutes bedingt. Außerdem beeinflussen steigende Inzidenz und Mortalität der allgemein als Lungenkrebs bezeichneten Erkrankung die medizinischen Statistiken (34, 54, 55, 71). Aus diesem Grund gab es in den letzten Jahren immer wieder Überlegungen bezüglich einer Vorsorgeuntersuchung bzw. Frühdiagnostik dieser Tumorerkrankung, die hauptsächlich aus Röntgenreihenuntersuchungen des Thorax und konventionellen Sputumanalysen bestanden. Allerdings scheiterte dieses Vorhaben zum einen an zu hohen Kosten, wobei hier besonders das Röntgen-Screening zu erwähnen ist (29). Zum anderen konnte bisher nicht bewiesen werden, dass Vorsorgeuntersuchungen die Mortalität des Bronchialkarzinoms senken konnten. Da jedoch eine frühzeitige und mit Anspruch auf Vollständigkeit durchgeführte Diagnostik bei Verdacht auf Bronchialkarzinom objektiv eine Verbesserung der kurativen Therapiemöglichkeiten und Prognose bedeutet, ist die Weiterentwicklung und Vertiefung bekannter medizinischer Untersuchungsmethoden von großer Wichtigkeit. 2.2 Stand der Erkenntnisse Epidemiologie und Diagnostik intrapulmonaler Tumore Pathogenetisch wird das Bronchialkarzinom mit 85% dem inhalativen Zigarettenrauchen zugeschrieben. Des weiteren spielen berufsbedingte Karzinogene wie Arsen, Asbest und Uran mit 8%, Umwelteinflüsse mit 5% und andere Faktoren mit 2% eine eher untergeordnete Rolle (34). Die Inzidenz der Erkrankung wird mit 60/ angegeben. Der Häufigkeitsgipfel liegt im Lebensalter von Jahren und ist bei der männlichen Bevölkerung zur Zeit noch die häufigste bösartige Tumorerkrankung mit einem Überwiegen von 3:1 im Geschlechterverhältnis (28). Studien aus den 80er Jahren zeigten in diesem Zusammenhang noch ein Verhältnis von 5:1, wobei der Grund für die steigende Zahl der Bronchialkarzinomerkrankungen bei Frauen u.a. im zunehmenden Nikotinabusus zu sehen ist (36)

2 Um einen Überblick über den histologischen Typ, die Lokalisation und die Ausdehnung des Tumors zu bekommen, stehen zur Zeit zwei gängige Klassifikationen zur Verfügung: WHO-Klassifikation mit Berücksichtigung der Histologie (1999) TNM-Klassifikation (1998) zur klinischen Stadieneinteilung (Charakterisierung des Primärtumors hinsichtlich Größe, Infiltration benachbarter Organe, Lymphknoten- und Fernmetastasierung) Zur Veranschaulichung soll in diesem Zusammenhang die WHO-Klassifikation in vereinfachter Form (Tabelle 1) dargestellt werden. Tabelle 1: Histologische Einteilung des Bronchialkarzinoms (67) Histologische Einteilung des Bronchialkarzinoms (nach WHO 1999) Plattenepithelkarzinom spindelzellig kleinzelliges Karzinom Oat-cell-Typ Intermediärtyp kombiniertes Oat-cell-Karzinom Adenokarzinom azinär papillär bronchiolo-alveolär solide großzelliges Karzinom Riesenzellkarzinom Klarzellkarzinom adenosquamöses Karzinom Karzinoidtumor Bronchusdrüsenkarzinom adenoid-zystisch Mukoepidermoidkarzinom Neben den primär intrathorakalen Malignomen ist die Differentialdiagnose einer sekundären Metastasierung extrapulmonaler Tumore in die Lunge stets zu berücksichtigen. Ein breites Spektrum an Diagnostikmethoden ermöglicht den klinisch tätigen Ärzten in den meisten Fällen eine exakte Tumortypenbestimmung. Primär zählen bildgebende Verfahren, die jedoch nur bedingt zur Beurteilung der Dignität geeignet sind, zur Basisdiagnostik intrathorakaler Prozesse. Des weiteren stehen - 4 -

3 (teil-)invasive Techniken zur Materialgewinnung für die histologische und zytologische Untersuchung sowie die Analyse von Tumormarkern zur Verfügung. In diesem Kontext ist auf die Bedeutung der Histologie zu verweisen, denn nur der Befundinterpretation histologischer Präparate obliegt eine definitive Aussage bezüglich Dignität und Klassifikation des vorliegenden Materials. Nach histologischer Absicherung einer Tumordiagnose kann Anspruch auf Vollständigkeit und Korrektheit erhoben werden, so dass an dieser Stelle vom sog. Goldstandard zu sprechen ist. Allein die feingewebliche Untersuchung erlaubt eine Beurteilung des Verhaltens eines Prozesses zum gesunden Gewebe und liefert damit den Beweis des Vorliegens von Benignität oder Malgnität. Wenngleich die zytologische Diagnostik eine Bewertung des umliegenden Gewebes nicht zulässt, handelt es sich dabei um eine leistungsfähige Methode, deren Spezifität hinsichtlich der Tumordiagnosestellung bei nahezu 100% anzusetzen ist. Zusätzlich liegt die Sensitivität der Zytologie höher als die der Histologie. Zytologie und Histologie sind sich ergänzende Verfahren (39). Nachfolgend soll ein kurzer Überblick der zur Zeit gängigen Diagnostikmethoden beim Bronchialkarzinom gegeben werden (10, 34, 67, 71): a) Bildgebende Verfahren: Röntgenübersichtsaufnahme des Thorax Computertomographie des Thorax zur Darstellung der Tumorausdehnung und Metastasierung Kernspintomographie des Gehirns bei Verdacht auf Hirnmetastasen Sonographie von Thorax und Abdomen, transösophageale Sonographie und endobronchialer Ultraschall zur Beurteilung von thoraxwandnahen bzw. mediastinalen Prozessen und zur Metastasensuche Skelettszintigraphie bei Knochenmetastasierung Positronenemissionstomographie zur Klärung gezielter Fragestellungen (z.z. nur zur Evaluation der Methode empfohlen) (71) b) Invasive Techniken zur Gewinnung von Material für die morphologische Diagnostik 1. Bronchoskopische Verfahren: Probeexzision mittels Zange Imprintzytologie von Probeexzisionen Katheterbiopsie - 5 -

4 Bürstenbiopsie perbronchiale Punktion (blind oder unter Durchleuchtung) 2. Transösophageale und transtracheale Sonographie mit Nadelbiopsie 3. Transthorakale Punktion: CT-gestützt sonographisch gestützt 4. Thorakoskopie und Mediastinoskopie 5. Thorakotomie und operative Tumorexstirpation c) Tumormarker im Serum: Tabelle 2: Tumormarker in der Diagnostik des Bronchialkarzinoms (7, 20, 25, 29, 71) Tumorassoziierte Antigene Karzinoembryonales Antigen Cytokeratin 19-Fragment squamous cell carcinoma antigen tissue polypeptide antigen Abkürzungen CEA Cyfra 21-1 SCC-Ag TPA Klinische Bedeutung Diagnose u. Therapiekontrolle verschiedener Karzinome, DD: Lebertumore nichtkleinzelliges Bronchialkarzinom hohe Sensitivität bei PE-Ca PE-Ca der Cervix uteri u. der Lunge (höchste Sensitivität aller Tumormarker) Prognosebeurteilung verschiedener Karzinome (u.a. Kolon-, Rectum-, Mamma-, Uterus- u. Bronchialkarzinom) Polypeptide Ferritin Interleukin-2-Rezeptoren ---- sil-2r Eisenverteilungsstörung (Neoplasien, Entzündungen) Aktivitätsbeurteilung der Sarkoidose, Lymphomdiagnostik (für die eigentliche Diagnostik des Bronchial-Ca s bedeutungslos) Tumorassoziierte Enzyme Neuronspezifische Enolase NSE kleinzelliges Bronchialkarzinom (Sensitivität >80%) Tumorassoziierte Hormone Adrenokortikotropes Hormon Antidiuretisches Hormon Insulin-like growth factor Kalzitonin ACTH ADH IGF I/II u.a. ektope ACTH-Produktion bei Bronchialkarzinom, sonst: Nebennierendiagnostik u.a. SIAD bei malignen Tumoren (oft kleinzelliges Bronchialkarzinom) geringe Bedeutung i. d. Malignomdiagnostik u.a. paraneoplastische Hyperkalziämie; sonst: Schilddrüsenkarzinom, Störungen des Calcium- Stoffwechsels - 6 -

5 Die oben genannten Vorgehensweisen im Rahmen der pulmonalen Tumordiagnostik stellen zu einem Teil die Basis der klinischen Untersuchung dar (Röntgen, CT, Sonographie, Bronchoskopie, Histologie und Zytologie). Andererseits gehen sie oft über ein praktikables Maß im klinischen Alltag hinaus, da es z.b. in vielen Kliniken an erfahrenen Zytologen mangelt, die im Rahmen der klinischen Diagnostik das Spektrum erweitern könnten. Des weiteren ist die Analyse des Serum-Tumormarker-Profils zu nennen, welche trotz großen wissenschaftlichen Interesses bis heute einer standardisierten Vorgehensweise entbehrt. In diesem Zusammenhang stellt sich die Frage, ob nicht eine kombinierte Betrachtung von Zytologie und Interpretation von zytochemischen Markern eine Verbesserung der Gesamtaussage bzw. der Zweckmäßigkeit ergibt. Eine Verbindung dieser Methoden ließe sich auf der Ebene der Immunzytochemie erreichen, da mittels spezieller Färbungen der Präparate über die Routinezytologie hinaus die Darstellung von tumorassoziierten Strukturen der Zelle erfolgen könnte. Hierbei wären insbesondere die Marker von Bedeutung, die einen bestimmten Zelltyp charakterisieren und zusätzlich den Grad der Differenzierung widerspiegeln. Besonders in der zytologischen Tumordiagnostik hätte eine solche Methode Vorteile, da mit minimalem Materialbedarf eine Klassifikation von Zell-Linien stattfinden könnte. Mit diesen Aspekten als Voraussetzung ist noch die Problematik zu klären, welche zytochemisch darstellbaren Zellstrukturen die oben genannten Voraussetzungen erfüllen würden. Unter zusätzlicher Berücksichtigung der histologischen Arbeitsweise fiel in dieser Arbeit die Entscheidung zu Gunsten der Zytokeratine, deren Darstellung mittels monoklonaler Antikörper bereits in der Immunhistochemie zur Tumorklassifikation etabliert ist. Zytokeratine ergeben in ihrer jeweiligen Zusammensetzung ein spezielles Profil, das für verschiedene Epithelzellen festgelegt ist und damit für diagnostische Zwecke geeignet erscheint. 2.3 Theoretischer Hintergrund Zytokeratine: Aufbau, Funktion und mikroskopische Darstellung Im folgenden Abschnitt soll ein kurzer Überblick über Zytokeratine und deren Funktionen als Bestandteil des Zytoskeletts geschaffen werden. Des weiteren schließt sich eine Darstellung der bei der zytochemischen Färbung verwandten Reagenzien und deren Wirkungsweise an

6 2.3.1 Aufbau und Funktion der Zytokeratine Als eine Untergruppe der Intermediärfilamente (IF) (Tabelle 3) nehmen die Zytokeratine mit der Errichtung des Zytoskeletts einen wichtigen Stellenwert in Aufbau und Funktion der Zelle ein und sind somit maßgeblich an der Zellstabilität beteiligt. Tabelle 3: Übersicht der Intermediärfilamente (2, 22, 75) Intermediärfilamente Klasse I und II Klasse III Klasse IV Klasse V Zytokeratine Vimentin, Desmin, GFAP, Peripherin Neurofilament-Proteine, alpha-internexin, Nexin Lamine (nukleäre Lokalisation) Die Zytokeratine gehören mit einem Molekulargewicht von 40-68kDa zu den hochkomplexen Polypeptiden. Immunologische und elektrophoretische Untersuchungen konnten bis heute 20 Formen unterscheiden, die wiederum in zwei Gruppen eingeteilt werden: saure Typ I-Keratine (CK 9-20) und basische Typ II-Keratine (CK 1-8). Diese Klassifikation und auch die Nummerierung werden den Publikationen von Moll und Vyberg zugrunde gelegt (56, 75). Die paarweise Anordnung von jeweils einem Zytokeratin der Gruppe I und II bedingt eine Dimerbildung. Die Verbindung zweier Dimere lässt einen Komplex entstehen, der Tetramer genannt wird (64). Durch Tetramer-Polymerisation wird ein Protofilament gebildet, das mit 7 weiteren Protofilamenten ein Tonofilament aufbaut (65). Je nach Zellart liegen die Filamente in einem lockeren Gefüge oder in dicht gedrängten Bündeln (mehrschichtiges Plattenepithel) vor. Eine Verbindung zur Zellwand wird über Desmosomen erreicht, die als Verankerungsstelle dienen (47). Wird die Zusammensetzung der Zytokeratine in der einzelnen Zelle betrachtet, kann sowohl auf den Zelltyp als auch auf die Differenzierung geschlossen werden. Besonders die Epithelzellen exprimieren ein breites Spektrum an Zytokeratinen. Die folgende Tabelle stellt in diesem Zusammenhang das Vorkommen der einzelnen Zytokeratine im menschlichen Körper dar: - 8 -

7 Tabelle 4: Zytokeratinmuster von Epi- und Mesothel (8, 12, 26, 27) einschichtiges Epithel (Zylinderepithel) CK 7, CK 8, CK 18, CK 19, CK 20 (eingeschränkt) mehrreihiges Epithel CK 5, CK 7, CK 8, CK 14, CK 17, CK 18 Plattenepithel CK 5, CK 14, CK 19 Mesothel CK 5, CK 7, CK 8, CK 14, CK 17, CK 18, CK 19 Entartet eine Zelle maligne, behält sie - zumindest teilweise - das Muster der IF- Zusammensetzung bei und wird dadurch für die Tumordiagnostik interessant (68). Denn durch die Ermittlung des Zytokeratin-Profils der Tumorzellen kann auf den Epitheltyp und den Differenzierungsgrad der Zelle geschlossen werden (3). Beispielsweise überwiegen bei einem Plattenepithelkarzinom die Zytokeratine 5, 6, 14, 16 und 17, wohingegen ein Adenokarzinom mehrheitlich Zytokeratin 7, 8, 18 und 19 exprimiert. Weitere Beispiele zeigt die nachfolgende Darstellung. Tabelle 5: Zytokeratinmuster einiger Karzinome (9, 13, 19, 20, 32, 43, 49, 58, 70, 74, 75) Plattenepithelkarzinom CK 5 +, CK 7 -, CK 13 +, CK 8/18/19 +/- Adenokarzinom der Lunge/ Mamma/ des Endometriums CK 7 +, CK 8/18/19 +, CK 20 - Adenokarzinom des Kolons/ Rektums CK 7 -, CK 20 + Adenokarzinom der Schilddrüse CK 7 +, CK 19 -, CK 20 - Adenokarzinom des Magens/ Pankreas/ der Gallenwege CK 7 +, CK 13 -, CK 20 + Prostatakarzinom, Nierenzellkarzinom, hepatozelluläres Karzinom CK 7 -, CK 20 - Urothelkarzinom CK 7 +, CK 13 +, CK

8 Durch lichtmikroskopische Darstellung der Zytokeratine mittels immunhistochemischer Färbungen der Tumorpräparate besteht die Möglichkeit, ein solches Profil zu erstellen und anhand von Tabellen zu klassifizieren. Allerdings muss stets bedacht werden, dass im Rahmen der Entartung ein Teil der Zellen die Fähigkeit verliert, das ursprüngliche CK- Muster auszubilden und sich somit die Struktur der Ausgangszellen verändert. Hinzu kommt, dass in einigen Fällen bereits in der Fetalzeit verlorengegangene Zytokeratin- Expressionen erneut gebildet werden können. Hierbei ist z.b. auf die Expression von CK 19 im hepatozellulären Karzionom bzw. von CK 8, 18 und 19 in Plattenepithelkarzinomen zu verweisen, so dass an dieser Stelle diagnostische Schwierigkeiten entstehen können (75) Das Prinzip des immunzytochemischen Zytokeratinnachweises Die Zytokeratindarstellung basiert auf dem Prinzip einer Antigen-Antikörper-Reaktion, bei der das Intermediärfilament dem Antigen entspricht, dem in einer festgelegten Reihenfolge Primär-, Sekundärantikörper und ein farbloses Chromogen-Substrat hinzugefügt werden. Diese Methode wird als indirekt bezeichnet, da nicht der Primärantikörper mit einem Chromogen-Substrat ein farbliches Endprodukt entstehen lässt (sogenannte direkte Methode), sondern durch Zwischenschalten von Sekundärantikörpern eine Steigerung der Sensitivität erreicht wird (11, 60). Im vorliegenden Fall erfolgt die Inkubation des zytokeratinhaltigen Zellmaterials zuerst mit dem optimal verdünnten monoklonalen Maus-Primärantikörper (Immunglobuline, IgG). Dabei koppelt sich dieser Primärantikörper, der spezifisch für das Antigen ist, an das entsprechende Zytokeratin. Die überschüssigen Antikörper werden im nachfolgenden Spülgang aus dem Zellmaterial gewaschen. An dieser Stelle schließt sich eine weitere Inkubationszeit mit einem an alkalische Phosphatase konjugierten Antikörper (Kaninchen- Anti-Maus-Immunglobuline) an, der den Primärantikörper bindet und eine Überbrückungsfunktion hat. Daher stammt der Name Brückenantikörper, der auch als Sekundärantikörper bezeichnet wird. Das Substrat, das mittels des Brückenantikörpers an den Primärantikörper gekoppelt werden soll, ist ein APAAP-Detektionssystem (APAAP: Alkalische Phosphatase Anti-Alkalische Phosphatase). Dieser Komplex setzt sich aus monoklonalen Maus-Antikörpern zusammen, die eine hohe Affinität zur alkalischen Phosphatase des Kälberdarms besitzen, den Sekundärantikörper aufspüren und binden. Dieses Gefüge aus Immunglobulinen muss einem speziellen Farbstoff ausgesetzt werden, der in der Lage ist, mit den Antikörpern ein gefärbtes Endprodukt zu erzeugen. In diesem Fall wurde das sog. Fast Red -Substrat-System verwendet, das für

9 zytochemische Verfahren geeignet ist, bei denen alkalische Phosphatase als Enzymmarker dient. In organischen Verbindungen bildet Fast Red einen löslichen roten Farbstoff. Abschließend kommt ein nicht-alkoholisches Färbemittel (Hämalaun-Lösung) zur Gegenfärbung und Kontrastierung zum Einsatz. In der Abbildung 1 ist das Prinzip der indirekten Methode des Zytokeratinnachweises graphisch dargestellt. APAAP-Komplex: monoklonaler Ak von der Maus, der mit dem Enzym alkalische Phosphatase konjugiert wird Brückenantikörper: Kaninchen-Anti-Maus-Ak Primärantikörper (IgG) von der Maus, der sich an das entsprechende Zytokeratin bindet Antigen: Zytokeratin Abbildung 1: Grundprinzip der immunhistochemischen Färbung (60) 2.4 Kriterien der Malignität am zytologischen Befund Die Befundinterpretation der Giemsa-Präparate, die im Rahmen dieser Arbeit angefertigt worden waren, erfolgte durch einen klinisch tätigen Zytologen des Diakoniekrankenhauses Halle anhand festgelegter Kriterien, die nachfolgend erläutert werden sollen

10 Als allgemeine Charakteristika maligne entarteter Zellen gelten (31, 39, 50): 1. Veränderungen des Zellkerns 2. Veränderungen des Zellplasmas 3. Gesamtbild der malignen Zellen 4. Tumorkriterien im Zellverband Veränderungen des Zellkerns Da der Zellkern durch den Sitz der genetischen Information (DNS) direkt vom pathologischen Geschehen auf der Chromosomenebene betroffen ist, sind an dieser Stelle Abweichungen in Form von Hypertrophie des Nukleus, Mehrkernigkeit (Abb. 2) und unproportioniertes Wachstum zu beobachten (39). Abbildung 2: Hypertrophie i.s. von Mehrkernigkeit mit Kernen unterschiedlicher Größe (39) Veränderungen der Kernform können durch unvollständige Teilungen entstehen. Oftmals ergeben sich hierdurch bizarre Formen der Zellkerne. Weiterhin variieren die Kernkörperchen (Nukleoli) in Anzahl, Morphologie und Anfärbbarkeit (Abb. 3)

11 Abbildung 3: Bizarre Kernform durch unvollständige Teilung. Riesiger Nukleolus (39) Außerdem sind pathologische Mitoseformen ein wesentlicher Hinweis für das Vorliegen von Malignität (Abb. 4). Abbildung 4: Atypische Mitose (39) Unter anderem bedingen Hyperchromasie und Verklumpung des Chromatins die oben genannten Modifikationen. Jedoch auch Degenerationszeichen wie Vakuolen- und Hydropsbildung, Schrumpfung, Pyknose oder Karyorrhexis können das Bild des Zellkerns verändern (39)

12 2.4.2 Veränderungen des Zellplasmas Aufgrund der veränderten genetischen Information der Zelle zeigen sich auch im Plasma modifizierte Strukturen und Funktionen. In diesem Zusammenhang gehört die Basophilie neben pathologischen Zelleinschlüssen (Hornperlen, Vakuolen) zum Bild der malignen Zelle. Abbildung 5 zeigt die Entmischung des Zytoplasmas. Abbildung 5: Entmischung des Zytoplasmas (39) Gesamtbild der malignen Zellen Erfolgt die Betrachtung der Zelle im Ganzen, so lässt sich oben Gesagtes bezüglich Zellkern und -plasma auch auf die Gesamterscheinung übertragen. Hypertrophie mit Riesenzellbildung kann häufig beobachtet werden, stellt allerdings kein obligates Kriterium dar. Formveränderungen (z.b. Schlangenzellen) gelten ebenfalls als charakteristische Erscheinung von malignen Zellen. Ein relativ sicheres Kennzeichen der malignen Transformation spiegelt sich in dem zu Gunsten des Zellkerns verschobenen Kern-Plasma- Verhältnis wider (Abb. 6) (39, 50)

13 Abbildung 6: Verschobenes Kern-Plasma-Verhältnis zu Gunsten der Kerne (39) Abweichendes Verhalten der Zellen zur Umgebung mit leichter Lädierbarkeit (Abb. 7) der Zellstruktur prägt zusätzlich die Gesamterscheinung. Abbildung 7: Leichte Lädierbarkeit der Zellen (39)

14 In Abbildung 8 lassen sich diverse Hinweise für eine maligne Veränderung der Zellen wiederfinden. Hierbei wird besonders auf die unterschiedliche Größe und bizarre Form der Zellkerne mit Nukleoli hingewiesen. Die leichte Lädierbarkeit äußert sich in der Darstellung von Zytoplasmabrei, der sowohl Zellen als auch den Nukleus umgibt. Abbildung 8: Zellen und Kern (unterschiedlich große und z.t. bizarr geformte Nukleoli) im Zytoplasmabrei (39) Weiterhin besteht die Möglichkeit - typischerweise beim Adenokarzinom - dass der Zellkern eine für ihn ungewöhnliche, z.b. exzentrische Lage in der Zelle einnimmt. Allerdings ist die exzentrische Kernlage kein Malignitätskriterium per se

15 2.4.4 Tumorkriterien im Zellverband Erfolgt die Betrachtung eines Zellverbandes hinsichtlich des Gesamteindrucks, so kann sich ein buntes Bild von Veränderungen ergeben: Kernreichtum und dreidimensionale Lagerung der Kerne (nuclear crowding) (Abb. 9). Abbildung 9: Nuclear crowding (39) Zum anderen kommen durch lokale Wachstumssteigerung mosaikartige Lagerungen der Zellen bzw. der Kerne zustande, wobei das rasche Zellwachstum das Ineinanderschieben von Zellen herbeiführt. Zusätzlich ist zu erwähnen, dass der Zusammenhalt im Verband nur in differenzierten Geweben vorliegt. In einem unreifen Karzinom ist die Zellverankerung nicht gegeben und der Tumor neigt infolgedessen zum Gewebszerfall. 2.5 Klassifizierung der Tumore Die zytologische Untersuchung erlaubt im Allgemeinen eine Einteilung hinsichtlich Tumortyp. Folgende Tumortypen lassen sich zytologisch unterscheiden (31, 50). 1. anaplastisch kleinzelliges Karzinom 2. nichtkleinzellige Karzinome a) Adenokarzinom b) Plattenepithelkarzinom c) undifferenziertes großzelliges Karzinom

16 d) Alveolarzellkarzinom e) seltene Tumore 3. pulmonale Metastasen 4. benigne Tumore Anaplastisch kleinzelliges Karzinom Das anaplastisch kleinzellige Bronchialkarzinom zeichnet sich durch seine rasche Wachstumstendenz und, wie der Name schon sagt, durch seine verhältnismäßig kleinen Zellen aus, die etwa Lymphozytengröße besitzen. Es besteht nur ein geringer Zusammenhalt unter den Zellen. Diese finden sich im zytologischen Präparat meist einzeln oder in kleinen Gruppen. Der hyperchromatische Zellkern nimmt einen Großteil der Zelle ein, so dass überwiegend kein Zytoplasma vorhanden ist (Nacktkernigkeit) (Abb. 10). Abbildung 10: Polymorphie der Zellkerne, Nacktkernigkeit beim kleinzelligen Karzinom (39) Sehr feines und homogen wirkendes Chromatin verleiht dem Kern ein regelmäßiges Aussehen. Wird eine Ansammlung von Tumorzellen betrachtet, so kann das als moulding bezeichnete Ineinanderschieben der Zellen beobachten werden Nichtkleinzellige Karzinome Dem anaplastisch kleinzelligen Karzinom wird die heterogene Gruppe der nichtkleinzelligen Karzinome gegenübergestellt. Im Folgenden soll auf diese einzelnen Tumortypen eingegangen werden

17 Adenokarzinom Im Überblick erscheinen die Zellen des Adenokarzinoms zylindrisch, oval oder kubisch. Ein wichtiges Charakteristikum des Adenokarzinoms ist eine rosetten- oder schlauchförmige Anordnung im Zellgefüge (Abb. 11). Abbildung 11: Rosettenförmige Anordnung der Zellen beim Adenokarzinom (39) Bei einer relativ unauffälligen Kern-Plasma-Relation fällt ein exzentrisch gelegener, hyperchromatischer und vergrößerter Kern auf, der meist von ovaler bis runder Gestalt ist. Die Kerne können auch hyperchromatisch und dicht sein und Nukleoli schwer erkennen lassen. Falls es sich um sekretorische Zellen handelt, so können kernnah die dafür typischen Vakuolen gefunden werden

18 Plattenepithelkarzinom Dem Untersucher stellt sich ein buntes Zellbild dar, das neben mehrkernigen Riesenzellen auch kleine Zellen aufweist. Das Zytoplasma wird als basophil beschrieben (Abb. 12). Abbildung 12: Schwache Basophilie des Zytoplasmas, unterschiedliche Zellgröße, prominente Nukleoli, Chromatinirregularität beim Plattenepithelkarzinom (39) Polygonale Zellformen prägen das Bild des Intermediärzell-Typs, dem auch die o.g. Kernbeschreibungen entsprechen. Bei einer eventuellen Verhornung der Zellen, die in den transformierten Basalzellen nicht vorkommt, wird der Kern pyknotisch (Abb. 13). Abbildung 13: Pyknotische Kerne und stahlblaues Zytoplasma bei Verhornung (39)

19 Die oberflächlichen Zellen können eine polygonale, spindel-, schlangen- oder zigarrenförmige Gestalt annehmen (78). Einige sehen Kaulquappen ähnlich und werden deswegen auch tadpole cells genannt. Die hyperchromatischen Zellkerne sind hier kleiner und teilweise bizarr geformt, wobei dieses Kriterium besonders für verhornende Tumore gilt Undifferenziertes großzelliges Karzinom Undifferenzierte großzellige Karzinome sind zytologisch nicht klassifizierbar. Sie sollen an dieser Stelle nur der Vollständigkeit halber erwähnt werden. Aufgrund der undifferenzierten polymorphen Zellen und Zellkerne ergibt sich ein Bild, das nicht spezifisch für einen bestimmten Tumortyp ist, so dass differentialdiagnostisch fast alle Karzinome, besonders schlecht differenzierte Plattenepithelkarzinome und Sarkome in Betracht kommen (Abb. 14). Abbildung 14: Undifferenzierte polymorphe Zellen beim undifferenzierten großzelligen Karzinom (39) Alveolarzellkarzinom Das auffälligste Merkmal des Alveolarzellkarzinoms ist sicherlich die Ausbreitung der Tumorzellen, die tapetenartig den Innenraum der Alveolen auskleiden. Die hohen, zylinderförmigen Zellen sind zu einer erheblichen Schleimbildung fähig und bewirken eine Verdickung der Alveolarwand. Histologisch kann dieses Karzinom gut differenziert werden. Im zytologischen Präparat ist es allerdings kaum von einem Adenokarzinom oder

20 dessen Filiae zu unterscheiden. Erfolgt die lichtmikroskopische Betrachtung einzelner Zellen, so fällt die Ähnlichkeit zu normalen Alveolarzellen auf. Kubische oder zylindrische Zellformen mit vergrößerten, hyperchromatischen Kernen dominieren das Bild (Abb. 15). Das Plasma stellt sich oft glatt oder körnig dar, selten können größere Sekretgranula erkannt werden. Abbildung 15: Polymorphie des Zellbildes, irreguläre Kernlagerungen, wenig Zytoplasma beim Alveolarzellkarzinom (39) Seltene Tumore Zu den seltenen Tumoren zählen die Sarkome, die Karzinosarkome, Teratome und maligne Lymphome der Lunge (50). Wegen ihres geringen Vorkommens soll hierauf nicht näher eingegangen werden Pulmonale Metastasen Die Lunge ist in vielen Fällen Zielorgan für Metastasen extrapulmonaler Malignome. Hierbei müssen die lymphogene und die hämatogene Ausbreitung der Zellen differenziert werden. Zudem kommen Aspirationsmetastasen bei weiter apikal gelegenen Tumoren der Atemwege in Betracht (16). Handelt es sich bei einem zytologischen Tumorpräparat um Zellen metastatischen Ursprungs, so kann oft eine Zuordnung zum vorliegenden Zelltyp erfolgen. Die Diagnose des Primärtumors allerdings bleibt in vielen Fällen ungeklärt. Adenokarzinommetastasen sind im allgemeinen mannigfaltiger als der Primärtumor. Metastasen eines Platten

21 epithelkarzinoms lassen sich in der Regel nicht vom Primum abgrenzen. Kolonkarzinommetastasen z.b. sind oft schwer von primären Adenokarzinomen der Lunge zu unterscheiden. Allerdings ermöglichen folgende Zusatzinformationen die Diagnose der Metastase: Schleim und Blutzellen zwischen nekrotisch zerfallenen Zellen, pfeilerartig angeordnete, zylinderförmige Tumorzellen mit irregulären, länglichen Kernen (77). Metastasen eines Magenkarzinoms können beim Vorliegen von Siegelringzellen gut dem Primärtumor zugeordnet werden. Bei pigmentspeichernden Tumorzellen (z.b. in Form von Melanin) muss immer an eine Melanommetastase gedacht werden. Liegt so eine Pigmentspeicherung vor, muss mittels Spezialfärbungen geklärt werden, ob es sich bei der gespeicherten Substanz um Melanin handelt. Im Fall einer pulmonalen Metastasierung eines Hypernephroms stellen sich die Zellen zytologisch oft folgendermaßen dar: teils einzeln, teils in kleinen Gruppen liegende uniforme Zellen mit runden Kernen und feinvakuolisiertem Zytoplasma. Das metastasierte Prostatakarzinom zeichnet sich durch das Vorliegen großer Tumorzellen mit irregulären Kernen mit z.t. atypischen Mitosen und feinvakuolisiertem Plasma aus (77) Benigne Tumore Nach dieser differenzierten Darstellung der malignen intrapulmonalen Tumore schließt sich nun eine Liste der benignen Geschwülste an. Da der Schwerpunkt dieser Arbeit in der Malignomklassifizierung liegt, soll die Veranschaulichung lediglich tabellarisch erfolgen. Tabelle 6: Benigne intrathorakale Tumore (50) Bronchialadenome Fibrome Hamartome Chondrome Dermoidzysten Lipome Zysten unterschiedlicher Genese Karzinoide: kubische Zellen; runde, exzentrisch gelegene Zellkerne mit Ausstülpungen; fleckiger Chromatinaufbau (A-Zellen); kleine, pyknotische Kerne (B-Zellen) Zylindrome: leicht lädierbare Zellen; hyperchromatische, runde Zellkerne mit Nukleoli; Nacktkernigkeit eintöniges Zellbild mit fibrozyten-/ fibroblasten-ähnlichem Aussehen; Faserreichtum; runde Kerne mit grober Chromatinstruktur; Zytoplasmaausläufer mesenchymale und epitheliale Anteile: knorpel-, fett-, muskel-, bindegewebsähnliche und lymphoide Zellen mesenchymaler Ursprung; Knorpelgewebe des Bronchialbaumes Plattenepithelzellen; Interzellularsubstanz und Zelldetritus; z.t. blasige, z.t. pyknotische Kerne; Plasmavakuolen Fettzellen; zytologische Beurteilung bei Biopsien nur eingeschränkt möglich wegen Ähnlichkeit zu subkutanem Fettgewebe keine definitive zytologische Diagnose, variables Bild von zylindrischen Zellen oder Plattenepithelzellen; Zelldetritus